KR20060051405A - 스핀 트랜지스터 및 그 형성 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스핀(spin) 트랜지스터 및 그것의 형성 방법에 관한 것이다. 상기 스핀 트랜지스터는 단일 전위 장벽 구조를 이용하여 전류 변동률을 증가시킨다. 상기 스핀 트랜지스터는 이미터, 콜렉터, 베이스 및 베이스 저항 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 이미터는 자기저항 소자로서 자기장에 따라 가변 저항을 제공한다. 상기 콜렉터는 상기 전위 장벽을 제공할 수 있는 수동 소자이다. 상기 베이스는 상기 이미터와 콜렉터 사이에 게재되어 상기 이미터와 베이스를 결합한다. 상기 베이스는 상기 베이스에 연결되어 바이어스를 제공한다.
스핀 트랜지스터, 전위 장벽, 전류 변동률, 강자성체층
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀 트랜지스터를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 스핀 트랜지스터와 그 측정 장치를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 측정 장치에 의해 측정된 전류 변동률 측정 결과를 도시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 측정 장치에 의해 측정된 전류 변동률 측정 결과를 도시하는 다른 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 측정 장치에 의해 측정된 전류 변동률 측정 결과를 도시하는 또 다른 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 측정 장치에 의해 측정된 전류 변동률 측정 결과를 도시하는 또 다른 그래프이다.
본 발명은 트랜지스터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 스핀(spin) 트랜지 스터 및 그것의 형성 방법에 관한 것이다.
스핀(spin) 트랜지스터는 자기장을 이용해서 전류를 제어하는 전자 소자이다. 이러한 스핀 트랜지스터의 효과는 종래의 트랜지스터의 효과와 유사하다. 전자는 두 개의 스핀 상태들, 즉 스핀업(spin up) 및 스핀다운(spin down) 상태들을 가진다. 전자의 이러한 스핀 상태들은 스핀 트랜지스터에서 제어 변수들이 된다.
스핀 트랜지스터는 추가적인 제어 변수인 자기장을 더 가진다. 이러한 스핀 트랜지스터는 자기장을 이용하여 전자의 스핀 상태들을 조정해서 전류를 제어한다. 따라서, 스핀 트랜지스터를 구비하는 전자 소자는 단순한 트랜지스터를 구비하는 전자 소자에 비해 향상된 기능을 가진다.
일 형태의 스핀 트랜지스터는 이중 전위(bi-potential) 에너지 장벽 구조를 가진다. 즉, 두 개의 전위 에너지 장벽들이 스핀 트랜지스터의 자기저항 소자와 결합 된다. 상기 이중 전위 에너지 장벽 구조는 자기 전류(magneto-electric current)가 스핀 트랜지스를 통해 흐를 수 있게 해준다.
다른 형태의 스핀 트랜지스터는 서로 대향 배치되며 n-형 이온이 도핑(doping)된 제1 실리콘 기판 및 제2 실리콘 기판을 구비한다. 상기 제1 실리콘 기판과 제2 실리콘 기판은 진공 접착되어 각각 이미터(emitter) 및 콜렉터(collector)를 형성한다. 금속 스핀 밸브(즉, 베이스(base))는 상기 제1 실리콘 기판 및 제2 실리콘 기판 사이에 배치된다.
상기 다른 형태의 스핀 트랜지스터는 두 개의 층들을 구비한다. 제1 쌍의 층들은 이미터(즉, 상기 n-형 이온이 도핑된 제1 실리콘 기판)와 베이스(즉, 상기 금 속 스핀 밸브)를 구비하며, 각각 백금(platinum: Pt)과 코발트(cobalt: Co)로 형성된다. 제2 쌍의 층들은 베이스와 콜렉터(즉, n-형 이온이 도핑된 제2 실리콘 기판)를 구비하며, 각각 구리(copper: CU)와 코발트로 형성된다. 상기 제1 및 제2 쌍의 층들은 쇼트키(Schottky) 장벽 다이오드 구조를 형성한다.
순방향 전압 바이어스(bias)가 이미터(즉, 상기 n-형 이온이 도핑된 제1 실리콘 기판)와 베이스(즉, 상기 금속 스핀 밸브)에 인가되는 경우, 열전자들(hot electrons)이 에너지 장벽의 문턱치(thereshold)를 초과해서 그 에너지 장벽을 통과하여 콜렉터 내부로 흐르게 된다. 이러한 열전자의 전도성은 금속 스핀 밸브에 포함된 두개의 코발트층들(즉, 두 개의 전위 장벽들)의 자화 방향이 동일한지의 여부에 좌우된다.
외부 자기장이 작은 경우에는, 상기 두 개의 코발트층들의 상태들은 반평행(anti-parallel)이 된다. 이 경우, 스핀업 또는 스핀다운 전자들은 스핀 비탄력적 산란(spin inelastic scattering) 상태가 되며, 콜렉터의 전류 흐름은 상대적으로 작아지게 된다.
외부 자기장이 두 개의 코발트층들의 자화 방향들을 평행하게 정렬시킬 정도로 충분히 큰 경우에는, 스핀업 전자가 흐를 가능성이 커져서 전류가 증가된다. 종래의 스핀 트랜지스터들로는, 상온(ambient temperature)에서 자기 전류의 200% 이상의 전류 변동률을 얻을 수 있다. 그러나, 종래의 스핀 트랜지스터의 전류 출력은 작게 되어, 저전류(예: 1.287 pA 내지 44 pA 범위의 전류) 에플리케이션에서의 그 활용도가 제한된다. 더욱이, 종래의 스핀 트랜지스터들은 소형화하기가 어렵다.
또 다른 형태의 스핀 트랜지스터는 콜렉터 근처의 베이스로 형성된 자기 터널층을 구비하며, 이러한 콜렉터는 n-형 GaAs 기판으로 형성된다. 이러한 스핀 트랜지스터는 쇼트키 장벽 다이오드 구조를 가진다. 알류미늄층이 베이스 상면에 형성되어 산화알류미늄(Al2O3)층으로 산화된다. 이미터가 산화알류미늄층 상면에 형성되어, 또 하나의 쇼트키 장벽 다이오드 구조가 형성된다. 상술한 구조는 스핀 트랜지스터의 제조상의 기존 문제점들을 감소시켜서, 스핀 트랜지스터의 소형화를 용이하게 하고 그 자기 전류 변동률을 증가시킬 수 있다. 예를 들면, 이러한 구조를 통해 낮은 온도(예: 77 Kenvin)에서 3,400% 이상의 전류 변동률을 얻을 수 있다. 그러나, GaAs 기판은 원가가 비싸며 산화알류미늄층이 비균일한 층으로 형성될 수 있다. 또한, 상술한 스핀 트랜지스터는 산화알루미늄층에 포함된 산화알루미늄에 대한 손상을 감소시키거나 방지하기 위하여 낮은 전류 입력을 필요로 한다. 따라서, 낮은 전류 입력만이 상술한 스핀 트랜지스터에 사용될 수 있으므로, 스핀 트랜지스터의 전류 출력도 감소될 수 있어, 그것의 저전류 에플리케이션에서의 활용도를 제한하게 된다. 더욱이, 상술한 스핀 트랜지스터는 허용가능한 정도의 자기 전류 변동률을 제공하기 위하여 낮은 온도에서만 작동될 필요가 있다.
또 다른 형태의 스핀 트랜지스터는 자기 터널 트랜지스터를 구비하여, 이중 전위 에너지 장벽 스핀 트랜지스터의 동작 온도를 증가시킬수 있다. 상온(ambient temperature)에서, 상기 스핀 트랜지스터는 최대 1μA의 전류 출력을 제공할 수 있으며, 자기 전류 변동률이 최대 64%까지 증가될 수 있다. 이러한 스핀 트랜지스터 에서, 3nm의 코발트-철 합금층(Co84Fe16)이 n-형 GaAs 기판으로 형성된 이미터 상면에서 베이스로서 형성된다. 산화알루미늄층으로 산화되는 알루미늄층은 코발트-철 합금층(즉, 베이스) 상면에 형성된다. 5nm의 Co84Fe16층은 산화알루미늄층 상면에 이미터로서 형성된다. 피닝(pinning)층 상기 이미터 상면에 코팅된다. 피닝층은 반강자성체 (anti-ferromagnetic) Ir22Mn78를 포함한다. 피닝층은 이미터의 자기 쌍극자를 피닝할 수 있다. 피닝층은 5nm의 탄탈륨(tantalum: Ta)층으로 덮혀진다. 베이스의 자기 쌍극자는 에이터의 자기 쌍극자에 영향을 주지 않으면서 변경될 수 있다. 따라서, 주입된 전자의 스핀 방향이 제어될 수 있다.
그러나, 상술한 종래의 스핀 트랜지스터는 GaAs기판을 포함할 수 있다. 이러한 GaAs기판은 비용이 많이 든다. 더욱이, 산화알루미늄층은 비균일한 층으로 형성될 수 있다. 높은 전류 변동률을 가지는 자기 저항 소자는, 고품질의(즉, 균일한)층을 필요로 하며 그 균일한 산화알루미늄층을 제조하기가 어렵기 때문에, 그 제조 공정상의 복잡성이 증가된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 스핀 트랜지스터 및 그 형성 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀 트랜지스터는, 제1 저항을 가지는 이미터; 전위 장벽을 제공하기 위한 콜렉터; 및 상기 이미터와 상기 콜렉터를 결합하기 위한 베이스를 포함하며, 상기 콜렉터가 유일한 전위 장벽임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀 트랜지스터는, 전위 장벽을 제공하기 위한 콜렉터; 및 제1 자기저항 소자를 형성하는 이미터와 베이스를 포함하며, 상기 콜렉터는 유일한 전위 장벽이고, 상기 이미터 및 베이스는 제1 가변 저항 및 자기장에 좌우되는 제2 가변 저항을 구비하며, 상기 베이스가 상기 이미터와 상기 콜렉터의 사이에 게재되어 상기 이미터와 상기 콜렉터를 연결함을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스핀 트랜지스터 형성 방법은, 콜렉터를 전위 장벽으로서 형성하는 단계를 포함하며, 상기 콜렉터가 상기 스핀 트랜지스터의 유일한 전위임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스핀 트랜지스터는, 전위 장벽을 제공하기 위한 콜렉터를 포함하며, 상기 콜렉터가 유일한 전위 장벽임을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀 트랜지스터를 도시하는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스핀 트랜지스터(100)는 이미터(110), 베이스(120), 베이스 저항(121), 콜렉터(130) 및/또는 오믹콘택(ohmic contact)층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 이미터(110)는 자기저항 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 에이터(110)는 적어도 하나의 자기층으로 형성된 자기저항 장치를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 자기층은 대응하는 적어도 하나의 저항을 제공할 수 있다. 상기 적어도 하나의 자기층은 외부 자기장의 특성에 따라 좌우될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 콜렉터(130)는 수동 소자일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 수동 소자(즉, 콜렉터(130))는 모든 형태의 다이오드 및/또는 저항일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 다이오드는 p-n 접합 다이오드, p-i-n 다이오드, 쇼트키 다이오드, 수평 도핑 장벽 다이오드(planar-doped-barrier diode), 터널 다이오드, 공명-터널링 다이오드, 밴드간 공명 터널링 다이오드(resonant-interband-tunneling diode), 실공간 전달 다이오드(real-space-transfer diode), 이종구조 열전자 다이오드(heterostructure hot-electron diode), 충격-이온화-애벌런치 천이시간 다이오드(impact-ionization-avalanche transit-time diode), 장벽-주입 통과시간 다이오드(barrier-injection transit-time diode), p-i-n 포토다이오드, 쇼트키 장벽 포토다이오드 및/또는 애벌런치 포토다이오드일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 콜렉터(130)는 p-n 다이오드를 포함할 수 있다. 상기 p-n 다이오드는 p-n 접합을 포함해서 단일 전위 장벽을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 콜렉터(130)는 오믹콘택층(131)으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 오믹콘택층(131)은 금을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 베이스(120)는 이미터(110)와 콜렉터(130) 사이에 형성되어 이미터(110)와 콜렉터(130)를 결합할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 베이스 저항(121)은 베이스에 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 자기저항 장치는 터널링 자기저항 장치, 스핀 밸브 소자, 또는 자이언트(giant) 자기저항 소자일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 스핀 트랜지스터(100)의 콜렉터(130)의 전류 변동률은 측정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 스핀 트랜지스터와 그 측정 장치를 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 측정 장치(200)는 콜렉터(130)의 전류 출력을 측정하도록 구성된 암페어 미터(ampere meter)(160)를 포함할 수 있다. 측정 장치(200)는 예를 들어 이미터(110)와 베이스(120)에 각각 전압을 인가하도록 구성된 하나 이상의 전압 소스들(140, 150)을 포함할 수 있다. 상기 전압 소스와 암페어 미터는 당업계에서 잘 알려진 사항으로서 편의를 위해 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 전압 소스들(140, 150)로부터의 전압 VE 및 VB는 이미터(110)와 베이스(120)에 각각 인가될 수 있다. 입력된 이미터 전류는 자기저항 장치의 저항에 의해 구분되는 이미터-베이스 전압 VEB에 따라 좌우될 수 있다. 따라서, 자기저항 장치의 저항은 인가되는 다양한 자기장들에 따라 변경될 수 있다. 자기저항 장치의 저항은 다양한 입력 전류들과 대응되는 출력 전류들을 제공하기 위하여 상기 인가되는 자기장의 세기에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 단일 전위 장벽을 포함함으로서 스핀 트랜지스터의 구조를 단순화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 스핀 트랜지스터의 구성요소들을 형성하는 공정은 반도체 공정에 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 이미터(110), 베이스(120) 및 콜렉터(130)는 반도체 기판, 유리 기판, 또는 플라스틱 기판에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 반도체 기판은 실리콘 기판 또는 GaAs 기판일 수 있다. 이러한 구조는 입력 전류를 증가시켜 출력 전류를 증가시킴으로써 콜렉터(130)의 전류 변동률을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 터널링 자기저항 장치는 상온에서의 전류 변동률 측정을 위해 포함될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 터널링 자기저항 장치는 제1 강자성체층, 절연층 및/또는 제2 강자성체층을 포함하는 라미네이트(laminate) 구조를 구비할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 베이스(120)는 제1 강자성체층을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 측정 장치에 의해 측정된 전류 변동률 측정 결과를 도시하는 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 베이스 저항은 2000Ω이며, 이미터 전압은 600mV이고, 베이스 전압은 0V일 수 있다. 전류 변동률은 도 3의 그래프를 통해 얻을 수 있다. 이미터 전류 IE는 91.5nA에서 83.6nA로 감소될 수 있으며, 이미터(110)의 전류 변동률은 9.45% 만큼 증가될 수 있다. 베이스 전류 IB는 46.6nA에서 41.3nA로 감소될 수 있으며, 베이스(120)의 전류 변동률은 12.8% 만큼 증가될 수 있다. 콜렉터 전류 IC는 46.5nA에서 41.2nA로 감소될 수 있으며, 콜렉터(130)의 전류 변동률은 12.7% 만큼 증가될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 측정 장치에 의해 측정된 전류 변동률 측정 결과를 도시하는 다른 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 베이스 저항은 100,000Ω이며, 이미터 전압은 65mV이고, 베이스 전압은 0V일 수 있다. 전류 변동률은 도 4의 그래프를 통해 얻을 수 있다. 이미터 전류 IE는 97.8nA에서 90.6nA로 감소될 수 있으며, 이미터(110)의 전류 변동률은 8% 만큼 증가될 수 있다. 베이스 전류 IB는 17.86nA에서 15.72nA로 감소될 수 있으며, 베이스(120)의 전류 변동률 은 13.6% 만큼 증가될 수 있다. 콜렉터 전류 IC는 80.3nA에서 74.8nA로 감소될 수 있으며, 콜렉터(130)의 전류 변동률은 7.5% 만큼 감소될 수 있다. 따라서, 도 3의 그래프에서 도시된 측정 결과와 비교해 볼때, 도 4의 그래프에서 도시된 강자성체 전류 변동률은 베이스 저항, 이미터 전압 및/또는 베이스 전압을 변경함으로써 조절될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 측정 장치에 의해 측정된 전류 변동률 측정 결과를 도시하는 또 다른 그래프이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 스핀 자기저항 장치는 상온에서의 전류 변동률 측정을 위해 사용될 수 있다. 베이스(120)는 상기 스핀 자기저항 장치와 수동 소자 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 베이스 저항은 1000Ω이며, 이미터 전압은 1.26V이고, 베이스 전압은 0V일 수 있다. 전류 변동률은 도 5의 그래프를 통해 얻을 수 있다. 이미터 전류 IE는 5.15mA에서 5.03mA로 감소될 수 있으며, 이미터(110)의 전류 변동률은 2.28% 만큼 증가될 수 있다. 베이스 전류 IB는 4.68mA에서 4.61mA로 감소될 수 있으며, 베이스(120)의 전류 변동률은 1.52% 만큼 증가될 수 있다. 콜렉터 전류 IC는 0.46mA에서 0.41mA로 감소될 수 있으며, 콜렉터(130)의 전류 변동률은 11% 만큼 증가될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 측정 장치에 의해 측정된 전류 변동률 측정 결과를 도시하는 또 다른 그래프이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 이미터 전압은 1V로 조절될 수 있으며, 베이스 저항은 100Ω으로 유지될 수 있고, 베이스 전압은 0V로 유지될 수 있다. 전류 변동률은 도 6의 그래프를 통해 얻을 수 있다. 이미터 전류 IE는 3.988mA에서 3.922mA로 감소될 수 있으며, 이미터(110)의 전류 변동률은 1.716% 만큼 증가될 수 있다. 베이스 전류 IB는 3.964mA에서 3.906mA로 감소될 수 있으며, 베이스(120)의 전류 변동률은 1.502% 만큼 증가될 수 있다. 콜렉터 전류 IC는 20μA에서 10.28μA로 감소될 수 있으며, 콜렉터(130)의 전류 변동률은 94.55% 만큼 증가될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 스핀 트랜지스터는 단일 전위 장벽의 상용으로 인해 증가된 출력 전류 및 증가된 전류 변동률로 상온에서 사용될 수 있다. 상기 출력 전류, 전류 변동률 및 전류 이득은 이미터 전압, 베이스 전압 및 베이스 저항 중 적어도 하나를 변경함으로써 조절될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 스핀 트랜지스터는 출력 전류, 전류 변동률 및/또는 전류 이득에 대해 다양한 요구조건들을 가지는 에플리케니션들에 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 많은 방법으로 변형이 가능하다는 것은 당연하다. 예를 들어, 도 3 내지 도 6이 다양한 스핀 트랜지스터 예들의 측정된 전류 특성의 그래프를 나타낸다. 그러나, 이러한 그래프들이 특정 예로써 사용되더라도, 입력 전류, 전압 및/또는 저항은 다양한 스핀 트랜지스터들을 제공하기 위해 사용될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
이러한 변형은 본 발명의 실시예들의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 것으로 여겨지며, 이러한 모든 변경은 청구항들의 범위 내에 포함된다는 것은 본 기술이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 당연할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스핀 트랜지스터의 출력 전류, 전류 변동률 및 전류 이득은 이미터 전압, 베이스 전압 및 베이스 저항 중 적어도 하나를 변경함으로써 조절될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 스핀 트랜지스터는 출력 전류, 전류 변동률 및/또는 전류 이득에 대해 다양한 요구조건들을 가지는 에플리케니션들에 사용될 수 있다.
Claims (35)
- 제1 저항을 가지는 이미터;전위 장벽을 제공하기 위한 콜렉터; 및상기 이미터와 상기 콜렉터를 결합하기 위한 베이스를 포함하며,상기 콜렉터가 유일한 전위 장벽임을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제1항에 있어서,상기 제1 저항은 자기장에 의해 조절됨을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제1항에 있어서,상기 콜렉터는 수동 소자임을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제1항에 있어서,바이어스를 제공하기 위한 상기 베이스에 연결되는 베이스 저항을 더 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제1항에 있어서,상기 이미터는 자기저항 소자임을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터
- 제5항에 있어서,상기 이미터가 적어도 하나의 자기층을 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제5항에 있어서,상기 이미터가 터널링 자기저항 소자, 자기저항 소자, 및 자이언트 자기저항 소자 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제1항에 있어서,상기 콜렉터가 다이오드 및 저항 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제8항에 있어서,상기 다이오드가 p-n 접합 다이오드, p-i-n 다이오드, 쇼트키 다이오드, 수평 도핑 장벽 다이오드(planar-doped-barrier diode), 터널 다이오드, 공명-터널링 다이오드, 밴드간 공명 터널링 다이오드(resonant-interband-tunneling diode), 실공간 전달 다이오드(real-space-transfer diode), 이종구조 열전자 다이오드(heterostructure hot-electron diode), 충격-이온화-애벌런치 천이시간 다이오드(impact-ionization-avalanche transit-time diode), 장벽-주입 통과시간 다이오드(barrier-injection transit-time diode), p-i-n 포토다이오드, 쇼트키 장벽 포토 다이오드 및/또는 애벌런치 포토다이오드 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제1항에 있어서,상기 콜렉터에 연결된 오믹콘택층을 더 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제10항에 있어서,상기 오믹콘택층이 외부 전기 연결을 제공함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제1항에 있어서,상기 이미터, 베이스 및 콜렉터 중 적어도 하나가 반도체 기판에 형성됨을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 전위 장벽을 제공하기 위한 콜렉터; 및제1 자기저항 소자를 형성하는 이미터와 베이스를 포함하며,상기 콜렉터는 유일한 전위 장벽이고, 상기 이미터 및 베이스는 제1 가변 저항 및 자기장에 좌우되는 제2 가변 저항을 구비하며, 상기 베이스는 상기 이미터와 상기 콜렉터의 사이에 게재되어 상기 이미터와 상기 콜렉터를 연결함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,상기 콜렉터가 제2 자기 소자임을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,상기 콜렉터는 제2 가변 저항을 포함하며, 상기 제2 가변 저항은 상기 자기장에 좌우됨을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,적어도 하나의 자기층이 상기 콜렉터에 형성됨을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,베이스에 연결된 베이스 저항을 더 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제17항에 있어서,상기 베이스 저항이 바이어스를 제공함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제18항에 있어서,상기 적어도 하나의 자기층은 상기 콜렉터에 인접하는 강자성체층을 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,상기 베이스가 강자성체층임을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,상기 제1 자기저항 소자가 터널링 자기저항 소자, 자기저항 소자, 및 자이언트 자기저항 소자 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제14항에 있어서,상기 제2 자기저항 소자가 터널링 자기저항 소자, 자기저항 소자, 및 자이언트 자기저항 소자 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,상기 콜렉터가 다이오드 및 저항 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제23항에 있어서,상기 다이오드가 p-n 접합 다이오드, p-i-n 다이오드, 쇼트키 다이오드, 수평 도핑 장벽 다이오드(planar-doped-barrier diode), 터널 다이오드, 공명-터널링 다이오드, 밴드간 공명 터널링 다이오드(resonant-interband-tunneling diode), 실공간 전달 다이오드(real-space-transfer diode), 이종구조 열전자 다이오드(heterostructure hot-electron diode), 충격-이온화-애벌런치 천이시간 다이오드(impact-ionization-avalanche transit-time diode), 장벽-주입 통과시간 다이오드(barrier-injection transit-time diode), p-i-n 포토다이오드, 쇼트키 장벽 포토다이오드 및/또는 애벌런치 포토다이오드 중 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,상기 콜렉터에 연결된 오믹콘택층을 더 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제25항에 있어서,상기 오믹콘택층이 외부 전기 연결을 제공함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제13항에 있어서,상기 이미터, 베이스 및 콜렉터 중 적어도 하나가 반도체 기판에 형성됨을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 스핀 트랜지스터를 형성하는 방법에 있어서,콜렉터를 전위 장벽으로서 형성하는 단계를 포함하며,상기 콜렉터는 상기 스핀 트랜지스터의 유일한 전위임을 특징으로 하는 상기 스핀 트랜지스터 형성 방법.
- 제28항에 있어서,이미터와 베이스를 자기저항 소자로서 형성하는 단계를 더 포함하며,상기 이미터와 베이스는 가변 저항을 가지고, 상기 가변 저항은 자기장에 좌우되며, 상기 베이스는 상기 이미터와 콜렉터 사이에 게제되어 상기 이미터와 콜렉터를 연결함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터 형성 방법.
- 전위 장벽을 제공하기 위한 콜렉터를 포함하고,상기 콜렉터는 유일한 전위 장벽임을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제30항에 있어서,제1 자기저항 소자인 이미터와 베이스를 더 포함하며,상기 이미터 및 베이스는 제1 가변 저항 및 자기장에 좌우되는 제2 가변 저항을 구비하며, 상기 베이스는 상기 이미터와 상기 콜렉터의 사이에 게재되어 상기 이미터와 상기 콜렉터를 연결하는 것을 특징으로 하는 스핀 트랜지시터.
- 제30항에 있어서,상기 베이스에 연결되는 베이스 저항을 더 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제32항에 있어서,상기 베이스 저항이 바이어스를 제공함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제30항에 있어서,제1 가변 저항이며 가변 저항을 가지는 이미터를 더 포함하며, 상기 가변 저항이 자기장에 좌우됨을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
- 제34항에 있어서,상기 베이스에 연결되어 바이어스를 제공하는 베이스 저항을 더 포함함을 특징으로 하는 스핀 트랜지스터.
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